Χημεία Γραφικών Τεχνών Ανοικτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα στο ΤΕΙ Αθήνας Χημεία Γραφικών Τεχνών Ενότητα 2: Φυσικές μεταβολές - Φαινόμενα Δρ. Σταματίνα Θεοχάρη Καθηγήτρια Εφαρμογών Τμήμα Γραφιστικής/Κατεύθυνση Τεχνολογίας Γραφικών Τεχνών Το περιεχόμενο του μαθήματος διατίθεται με άδεια Creative Commons εκτός και αν αναφέρεται διαφορετικά Το έργο υλοποιείται στο πλαίσιο του Επιχειρησιακού Προγράμματος «Εκπαίδευση και Δια Βίου Μάθηση» και συγχρηματοδοτείται από την Ευρωπαϊκή Ένωση (Ευρωπαϊκό Κοινωνικό Ταμείο) και από εθνικούς πόρους.

Φυσικές μεταβολές Με την μεταβολή των συνθηκών πίεσης και θερμοκρασίας, μπορεί να μεταβληθεί και η φυσική κατάσταση ενός σώματος. Οι μεταβολές αυτές αποτελούν φυσικά φαινόμενα, εφόσον δεν αλλάζει η χημική σύσταση του σώματος. Τα φαινόμενα αυτά συνοδεύονται από έκλυση ή απορρόφηση ενέργειας με την μορφή της θερμότητας (εξώθερμο - ενδόθερμο φαινόμενο).

Φυσικά φαινόμενα (1 από 3) Τήξη ονομάζεται το φαινόμενο κατά το οποίο ένα σώμα από την στερεά μεταβαίνει στην υγρή κατάσταση. Είναι ενδόθερμο φαινόμενο (s→l-Q). Σημείο τήξης (Τm) είναι η θερμοκρασία στην οποία το στερεό μετατρέπεται σε υγρό. Αποτελεί μια χαρακτηριστική σταθερά για κάθε ουσία. Πήξη ονομάζεται το φαινόμενο κατά το οποίο ένα σώμα από την υγρή μεταβαίνει στην στερεά κατάσταση. Είναι εξώθερμο φαινόμενο.

Φυσικά φαινόμενα (2 από 3) Σημείο πήξης (Tf) είναι η θερμοκρασία στην οποία το υγρό μετατρέπεται σε στερεό. Αποτελεί μια χαρακτηριστική σταθερά για κάθε ουσία. Είναι ίδιο με το σημείο τήξης αυτής της ουσίας. Εξαέρωση ονομάζεται το φαινόμενο κατά το οποίο ένα σώμα από την υγρή μεταβαίνει στην αέρια κατάσταση. Είναι ενδόθερμο φαινόμενο. Μπορεί να πραγματοποιηθεί με την εξάτμιση και τον βρασμό, ανάλογα με το εάν συμβαίνει μόνο από την ελεύθερη επιφάνεια του υγρού ή από όλη τη μάζα του. Τα υγρά που εξατμίζονται εύκολα (π.χ. οινόπνευμα, ακετόνη, βενζίνη) ονομάζονται πτητικά.

Φυσικά φαινόμενα (3 από 3) Σημείο βρασμού ή σημείο ζέσεως (Tb) ονομάζεται η θερμοκρασία στην οποία βράζει το υγρό και είναι χαρακτηριστική σταθερά για κάθε καθαρό υγρό. Εξαρτάται από την φύση του υγρού και την εξωτερική πίεση (σε πίεση 1 atm λέγεται κανονικό σ.ζ.). Συμπύκνωση ή υγροποίηση ονομάζεται το φαινόμενο κατά το οποίο ένα σώμα από την αέρια μεταβαίνει στην υγρή κατάσταση. Είναι εξώθερμο φαινόμενο και πραγματοποιείται με την ελάττωση της θερμοκρασίας ή την αύξηση της πίεσης του υγρού. Εξάχνωση ονομάζεται το φαινόμενο κατά το οποίο ένα σώμα από την στερεά μεταβαίνει κατευθείαν στην αέρια κατάσταση. Το αντίθετο φαινόμενο ονομάζεται εναπόθεση (CO2(s) →CO2(g)).

Στερεό: Ice cube 16x16 icon από Czar διαθέσιμο με άδεια CC BY 3.0, Φυσικές μεταβολές Αέριο Στερεό Υγρό Πήξη Τήξη Συμπύκνωση Εξάτμιση + Θερμότητα - Θερμότητα Στερεό: Ice cube 16x16 icon από Czar διαθέσιμο με άδεια CC BY 3.0, Αέριο: Cloud 9 – Vector από GuruGrendo διαθέσιμο με άδεια CC BY-NC-ND 3.0, Υγρό : Water Glass από emptypulchritude διαθέσιμο με άδεια CC BY-SA 3.0

Ταξινόμηση ύλης Η ύλη, ανάλογα με το εάν έχει ή όχι καθορισμένη, δηλαδή σταθερή σύσταση, ταξινομείται σε καθαρά σώματα (ουσίες) και μίγματα, αντίστοιχα. Οι καθαρές ουσίες διακρίνονται σε χημικά στοιχεία (π.χ. οξυγόνο O2, άνθρακας C κτλ) ή χημικές ενώσεις (π.χ. χλωριούχο νάτριο NαCl, νερό H2O κτλ).

Χημικό στοιχείο – Χημικές ενώσεις Χημικό στοιχείο είναι κάθε καθαρή ουσία που αποτελείται από ένα είδος ατόμων (άτομα με τον ίδιο ατομικό αριθμό Ζ) και δεν μπορούν να διασπαστούν σε άλλες απλούστερες ουσίες. Χημικές ενώσεις είναι οι καθαρές ουσίες που αποτελούνται από δύο ή περισσότερα είδη ατόμων και μπορούν να διασπαστούν σε άλλες απλούστερες (μόνο με χημικές αντιδράσεις).

Μίγματα Μίγματα ονομάζονται τα υλικά σώματα που αποτελούνται από δύο ή περισσότερες χημικές ουσίες, χωρίς να αντιδρούν μεταξύ τους και σε αναλογίες που δεν είναι σταθερές. Οι ουσίες που τα αποτελούν διατηρούν τις ιδιότητές τους και μπορούν να διαχωριστούν με φυσικές μεθόδους. Τα μίγματα διακρίνονται σε ομογενή και ετερογενή.

Ομογενή και ετερογενή μίγματα Ομογενή μίγματα ή διαλύματα ονομάζονται εκείνα που έχουν την ίδια σύσταση και τις ίδιες ιδιότητες σε όλη την μάζα τους. Τα συστατικά του μίγματος δεν διακρίνονται μεταξύ τους (νερό - ζάχαρη, νερό - οινόπνευμα). Ετερογενή μίγματα ονομάζονται εκείνα που δεν έχουν την ίδια σύσταση σε όλη την μάζα τους. Μπορούμε να διακρίνουμε τα συστατικά τους, καθώς και ομογενείς περιοχές τους που λέγονται φάσεις (νερό - λάδι).

Συστήματα διασποράς Για τα θέματα που αφορούν τη Χημεία των Γραφικών Τεχνών είναι σημαντικό να δοθούν οι όροι της διασποράς και των κολλοειδών συστημάτων.

Διασπορά Διασπορά ονομάζεται η ομοιόμορφη κατανομή μιας λεπτά διαμερισμένης ουσίας, που λέγεται «διεσπαρμένη ουσία» σε μια δεύτερη ουσία, που αποτελεί το «μέσον διασποράς». Έτσι, κάθε μίγμα που δημιουργείται με διασπορά λέγεται σύστημα διασποράς. Ανάλογα με τον βαθμό διαμερισμού, δηλαδή το μέγεθος των διεσπαρμένων σωματιδίων στο μέσον διασποράς, τα συστήματα διασποράς διακρίνονται σε τρεις κατηγορίες: στα μοριακά συστήματα ή διαλύματα (μέγεθος σωματιδίων <10-7 cm), κολλοειδή συστήματα ή κολλοειδή διαλύματα (μέγεθος σωματιδίων ή μικκυλίων 10-7 -10-4 cm) και αδρομερή ή αιωρήματα (μέγεθος σωματιδίων >10-4 cm).

Κολλοειδή συστήματα Ανάλογα με το εάν τα σωματίδια των κολλοειδών συστημάτων μπορούν (ή όχι) να προσροφήσουν μόρια από το μέσον διασποράς, ονομάζονται λυόφιλα (ή λυόφοβα, αντίστοιχα). Εάν το μέσον διασποράς είναι το νερό, ονομάζονται υδρόφιλα (ή υδρόφοβα, αντίστοιχα), ενώ εάν είναι το λάδι-λίπος, ονομάζονται ελαιόφιλα-λιπόφιλα (ή ελαιόφοβα-λιπόφοβα, αντίστοιχα).

Μελάνι νερού και λάδι σε νερό “blue-ink_white-bg_01”, από Sam Javanrouh διαθέσιμο με άδεια CC BY-NC-ND 2.0 “Oil in water”, από Bitjungle διαθέσιμο με άδεια CC BY-SA 2.0 “Emulsions”, από İnfoCan διαθέσιμο ως κοινό κτήμα

Βιβλιογραφία Βασική Ανόργανη Χημεία, Ν. Κλούρα, εκδ. Τραυλός, Αθήνα, 2000. Γενική Χημεία, D. Ebbing, S. Gammon, εκδ. Τραυλός, Αθήνα, 2011. Γενική Χημεία, Γ. Μπαζάκη, Αθήνα . Χημεία Γραφικών Τεχνών, Ν. Καρακασίδη, εκδ. ΙΩΝ, Αθήνα 2005. Χημεία, Εισαγωγικές Έννοιες, Ε. Λυμπεράκη, εκδ. Αλτιντζή, Σίνδος, 2009. Χημεία, Κ. Σαλτερής, εκδ. Σαββάλας, Αθήνα, 2001.

Τέλος Ενότητας

Σημειώματα

Σημείωμα Αναφοράς Copyright Τεχνολογικό Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Αθήνας, Σταματίνα Θεοχάρη 2014. Σταματίνα Θεοχάρη. «Χημεία Γραφικών Τεχνών (Θ). Ενότητα 2: Φυσικές μεταβολές - Φαινόμενα». Έκδοση: 1.0. Αθήνα 2014. Διαθέσιμο από τη δικτυακή διεύθυνση: ocp.teiath.gr.

Σημείωμα Αδειοδότησης Το παρόν υλικό διατίθεται με τους όρους της άδειας χρήσης Creative Commons Αναφορά, Μη Εμπορική Χρήση Παρόμοια Διανομή 4.0 [1] ή μεταγενέστερη, Διεθνής Έκδοση. Εξαιρούνται τα αυτοτελή έργα τρίτων π.χ. φωτογραφίες, διαγράμματα κ.λ.π., τα οποία εμπεριέχονται σε αυτό και τα οποία αναφέρονται μαζί με τους όρους χρήσης τους στο «Σημείωμα Χρήσης Έργων Τρίτων». [1] http://creativecommons.org/licenses/από-nc-sa/4.0/ Ως Μη Εμπορική ορίζεται η χρήση: που δεν περιλαμβάνει άμεσο ή έμμεσο οικονομικό όφελος από την χρήση του έργου, για το διανομέα του έργου και αδειοδόχο που δεν περιλαμβάνει οικονομική συναλλαγή ως προϋπόθεση για τη χρήση ή πρόσβαση στο έργο που δεν προσπορίζει στο διανομέα του έργου και αδειοδόχο έμμεσο οικονομικό όφελος (π.χ. διαφημίσεις) από την προβολή του έργου σε διαδικτυακό τόπο Ο δικαιούχος μπορεί να παρέχει στον αδειοδόχο ξεχωριστή άδεια να χρησιμοποιεί το έργο για εμπορική χρήση, εφόσον αυτό του ζητηθεί.

Διατήρηση Σημειωμάτων Οποιαδήποτε αναπαραγωγή ή διασκευή του υλικού θα πρέπει να συμπεριλαμβάνει: το Σημείωμα Αναφοράς το Σημείωμα Αδειοδότησης τη δήλωση Διατήρησης Σημειωμάτων το Σημείωμα Χρήσης Έργων Τρίτων (εφόσον υπάρχει) μαζί με τους συνοδευόμενους υπερσυνδέσμους.

Χρηματοδότηση Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό έχει αναπτυχθεί στo πλαίσιo του εκπαιδευτικού έργου του διδάσκοντα. Το έργο «Ανοικτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα στο ΤΕΙ Αθηνών» έχει χρηματοδοτήσει μόνο την αναδιαμόρφωση του εκπαιδευτικού υλικού. Το έργο υλοποιείται στο πλαίσιο του Επιχειρησιακού Προγράμματος «Εκπαίδευση και Δια Βίου Μάθηση» και συγχρηματοδοτείται από την Ευρωπαϊκή Ένωση (Ευρωπαϊκό Κοινωνικό Ταμείο) και από εθνικούς πόρους.